《网架结构设计》PPT课件

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1、直接作用（荷载）和间接作用网架结构应对使用阶段荷载作用下的内力和位移进行计算，并应根据具体情况对地震作用、温度变化、支座沉降等间接作用及施工安装荷载引起的内力和位移进行计算3.3网架的计算要点网架结构设计应满足行业标准《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91的要求3.3.1网架荷载计算直接作用永久荷载网架自重(双层网架的自重可按经验公式估算见教材P120公式（3-2）)屋面（楼面）自重吊顶材料的重量设备管道材料的重量永久荷载可变荷载①屋面(或楼面)活荷载②雪荷载(雪荷载不应与屋面活荷载同时组合)③风荷载。由于网架刚度较大，自振周期较小计算风载

2、时可不考虑风振系数的影响④积灰荷载⑤吊车荷载(工业建筑有吊车时考虑)。可变荷载地震作用（竖向）在抗震设防烈度为6度或7度的地区，网架屋盖结构可不进行竖向抗震验算；在抗震设防烈度为8度或9度的地区，网架屋盖结构应进行竖向抗震验算。地震作用（水平）在抗震设防烈度为7度的地区，可不进行网架结构水平抗震验算；在抗震设防烈度为8度的地区，对于周边支承的中小跨度网架可不进行水平抗震验算；在抗震设防烈度为9度的地区，对各种网架结构均应进行水平抗震验算。水平地震作用下网架的内力、位移可采用空间桁架位移法计算。网架的支承结构应按有关规范的规定进行抗震验算。温度

3、作用网架结构符合下列条件之一者，可不考虑由于温度变化而引起的内力:支座节点的构造允许网架侧移，且侧移值不小于下式的计算值：周边支承的网架，当网架验算方向跨度小于40m，且支承结构为独立柱或砖壁柱；在单位力作用下，柱顶位移大于或等于上式的计算值教材P120公式(3-3)如果需要考虑温度变化引起的网架内力，可采用空间桁架位移法，或近似计算方法。对非抗震设计的网架，荷载及荷载效应组合应按国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2001的规定进行计算。抗震设计的网架，荷载及荷载效应组合尚应符合国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的

4、规定。荷载效应组合或见教材P121-1223.3.2网架内力分析方法网架结构的外荷载按静力等效原则，将节点从属面积内的荷载集中作用在该节点上。分析结构内力时，可忽略节点刚度的影响，假定节点为铰接，杆件只承受轴力，当杆件上作用有节间荷载时，应同时考虑弯矩的影响。网架结构的内力和位移可按弹性阶段进行计算。根据网架类型、跨度大小按下列规定选用不同的计算方法。(1)空间桁架位移法，计算精度最高的一种方法，适用于各种类型、各种平面、各种支承条件的网架计算。(2)交叉梁系差分法，简化计算方法，用于跨度在40m以下的由平面桁架系组成的网架或正放四角锥网架的

5、计算。(3)拟夹层板法，简化计算方法，用于跨度在40m以下，由平面桁架系或角锥体组成的网架计算。(4)假想弯矩法，简化计算方法，可用于斜放四角锥网架，棋盘形四角锥网架的估算。空间杆系有限元法也称空间桁架位移法。空间杆系有限元法是目前杆系结构计算精度最高的一种方法，适用于各种类型、各种平面形状、不同边界条件的网架，静力荷载、地震作用、温度应力等工况均可计算。能考虑网架与下部支承结构的共同工作。计算程序见下图：3.4空间杆系有限元法--空间桁架位移法网架杆件节点位移单元刚度矩阵总刚度矩阵总刚度方程节点位移值杆件内力单元内力与节点位移间关系引入边界

6、条件各节点平衡及变形协调条件基本单元基本未知量结构的节点荷载和节点位移间关系对杆件单元进行分析,由虎克定律建立单元杆件内力与节点位移之间的关系,形成单元刚度矩阵网架计算基本假定:网架的节点为空间铰接节点，杆件只承受轴力；结构材料为完全弹性，在荷载作用下网架变形很小，符合小变形理论;结构材料为完全弹性，符合虎克定律。目前国内网架计算程序很多，功能也很齐全，但应选用经过技术鉴定认可的、实践证明行之有效的程序。网架杆件可采用钢管、热轧型钢和冷弯薄壁型钢。在截面积相同的条件下，钢管截面具有回转半径大，截面特性无方向性，抗压屈承载力高等优点，钢管端部封

7、闭后，内部不易锈蚀，是目前网架杆件常用的截面形式。管材可采用高频焊管或无缝钢管，有条件时也可采用薄壁管形截面。材质主要有Q235钢及Q345钢。3.5网架杆件设计网架杆件的长细比不宜超过下列数值受压杆件：180受拉杆件：(1)一般杆件400(2)支座附近处杆件300(3)直接承受动力荷载的杆件250网架杆件主要受轴力作用，截面强度及稳定计算应满足钢结构设计规范的要求。普通角钢截面杆件的最小截面尺寸不宜小于50mm×3mm。钢管不宜小于ф48×2mm。无缝圆管和焊接圆管压杆在稳定计算中分别属于a类和b类截面。网架节点数量多，节点用钢量约占整个网

8、架用钢量的20％～25％，节点构造的好坏，对结构性能、制造安装、耗钢量和工程造价都有相当大的影响。网架的节点形式很多，目前国内常用的节点形式主要有：节点：(1)焊接